Применение синхронных счетчиков с асинхронным переносом

Опубликовано 12.11.2010 Ведущий Валерий Харыбин

Синхронные или параллельные счетчики характеризуются тем, что все их разряды в пределах одной микросхемы переключаются одновременно, параллельно. В результате полная задержка переключения синхронного счетчика примерно равна задержке одного триггера, то есть синхронные счетчики гораздо быстрее асинхронных, причем их быстродействие не падает с ростом количества разрядов. Синхронные счетчики с асинхронным переносом занимают промежуточное положение по быстродействию между асинхронными счетчиками и полностью синхронными счетчиками.
Из временной диаграммы 4-разрядного синхронного счетчика с асинхронным переносом видно, что разряды переключаются одновременно по положительному фронту входного сигнала (с некоторой задержкой), а отрицательный сигнал переноса также задержан относительно входного отрицательного импульса. То есть задержка переключения многоразрядного счетчика увеличивается в данном случае не с каждым новым разрядом, а с каждой новой микросхемой.
Примерами синхронных счетчиков с асинхронным переносом могут служить двоично-десятичный счетчик ИЕ6 и двоичный счетчик ИЕ7. Оба счетчика реверсивные, обеспечивают как прямой, так и обратный счет. Имеется возможность сброса счетчика в нуль положительным сигналом на входе R, а также возможность параллельной записи в счетчик кода со входов D1, D2, D4, D8 по отрицательному сигналу на входе -WR.
Для объединения счетчиков ИЕ7 и ИЕ6 для увеличения разрядности нужно выходы переноса младших счетчиков, дающих младшие разряды выходного кода, соединить со счетными входами старших счетчиков, дающих старшие разряды выходного кода.
Синхронные счетчики с асинхронным переносом очень удобны в качестве делителя частоты входного сигнала, так как в них сочетается сравнительно высокая скорость работы с довольно простым управлением. Удобно также и то, что у них имеется режим обратного счета. На этих счетчиках можно строить делители частоты с произвольно изменяемым с помощью входного кода коэффициентом деления. Такие делители находят, например, широкое применение в аналого-цифровых системах, работающих с аналоговыми сигналами разной частоты.
Формирование пачки входных импульсов с заданным количеством импульсов - довольно распространенная задача. Например, такое формирование необходимо при организации обмена информацией в последовательном коде. Схема формирователя такой пачки импульсов может быть реализована с помощью синхронных счетчиков с асинхронным переносом.
На основе счетчиков довольно просто строить формирователи временных интервалов с длительностью, задаваемой внешним кодом. Такие формирователи находят широкое применение, например, в различных измерительных устройствах.
Счетчики также широко применяются в различных измерителях длительности входных сигналов. Для этого они отсчитывают импульсы тактового кварцевого генератора в течение длительности входного сигнала. После окончания входного сигнала в счетчике остается код, пропорциональный длительности этого сигнала.
Еще одно широко распространенное применение счетчиков - последовательное переключение или сканирование нескольких устройств, узлов, индикаторов, каналов передачи и т.д. То есть имеется, например, группа устройств, которые должны по тем или иным причинам работать не одновременно, а по очереди, так, что в каждый момент активным является только одно устройство, причем очередь эта замкнута в кольцо и после последнего устройства начинает работать первое. Во всех подобных случаях опрос, переключение, сканирование может производить счетчик с нужным числом разрядов. Счетчик с числом разрядов n может обслуживать 2 в степени n устройств.
Применение синхронных счетчиков с асинхронным переносом многообразно, мы рассмотрели лишь несколько наиболее типичных примеров.